人形机器人行业深度PPT：人形机器人聚焦“具身智能”产业化提速

人形机器人：聚焦“具身智能”，产业化提速分析师邱世梁分析师王华君分析师林子尧研究助理姬新悦邮箱qiushiliang@邮箱wanghuajun@邮箱linziyao@邮箱jixinyue@电书编号S1230520050001证书编号S1230520080005证书编号S12305220800041——人形机器人行业深度PPT行业评级：看好2023年7月1日证券研究报告人形机器人：聚焦“具身智能”浪潮，人形机器人产业化提速1、具身智能浪潮推进，人形机器人是迈向具身智能道路上的一大步，特斯拉入局产业化加速具身智能可能将是AI的终极形态，人形机器人是实现具身智能的最佳形态之一

。特斯拉Optimus采用纯电机驱动，身体部分28个自由度，每只手6个自由度，配备2.3kWh、52V电池包，截至2023年5月的视频，已在车间灵活行走、抓取物体。2、控制与执行系统：核心部件价值量占比约62%，关注行星滚柱丝杠、无框力矩电机、空心杯电机、谐波减速器等伺服控制系统：驱动系统+电机+检测反馈元件。空心杯电机用于手部，价值量占比约4%，国产化程度较低，大批量生产为核心难点；无框力矩电机用于身体关节，价值量占比约21%，转矩密度、温升、额定和最高转速、成本控制是核心。丝杠：人形机器人中可能会用到梯形螺纹丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠，价值量占比约14%。其中行星滚柱丝杠可适应高速重载工作，生产制造难度最大，目前主要依赖进口，国产厂商在原材料、加工工艺、试验与检测等方面有待提升。减速器：人形机器人中主要用到行星减速器、RV减速器、谐波减速器，价值量占比约17%。目前减速器行业日系厂商占主导，国内厂商关键技术已攻克，在工艺经验积累方面仍有提升空间。3、感知系统：核心部件价值量占比约18%，关注力矩传感器、惯导等人形机器人的感知系统目前有特斯拉的纯视觉方案和其他公司的多器件融合方案。包括力矩传感器、惯导、摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器。其中力传感器（包括力矩传感器、拉压力传感器等）、惯导价值量占比分别约16%、1%。4、市场空间：2030年人形机器人全球市场空间预计达475亿元，2022-2030年CAGR达19%可能将分为两个阶段：1）2022-2030年：类似Roadster——小众、高端，

2030年全球潜在市场空间约475亿元人民币；

2）2030-2040年：类似从Model

S到Model

Y——走向大众，马斯克畅想人形机器人和人类比例不止1比1，远期空间巨大。5、核心标的：重点关注价值量占比高、国产化空间大、毛利率高的行星滚柱丝杠、空心杯电机等环节电机：关注鸣志电器、汇川技术、江苏雷利、伟创电气、拓邦股份；丝杠：推荐恒立液压，关注鼎智科技、贝斯特、新剑传动、秦川机床；减速器：推荐双环传动、绿的谐波，关注中大力德、上海机电、汉宇集团、国茂股份、南方精工、兆威机电、丰立智能、大族激光、昊志机电；传感器：推荐华依科技，关注柯力传感、汉威科技、芯动联科；控制器：推荐华中数控，关注新时达、埃夫特、英威腾；集成：关注三花智控、拓普集团；工业机器人：推荐埃斯顿，关注新松机器人；特种机器人：推荐晶品特装。26、风险提示：中美贸易冲突超预期，AI技术迭代不及预期，数据测算偏差风险。目录C

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S具身智能浪潮推进，特斯拉入局产业化加速具身智能：人工智能的下一个浪潮，人形机器人是一大进步特斯拉入局，人形机器人产业化发展有望提速具身执行：核心部件价值量占比约62%包括控制器、驱动器、伺服系统、各类电机、丝杠、减速器、轴承等具身感知：核心部件价值量占比约18%包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、力矩传感器、惯导等市场空间有望接近汽车行业，2030年约475亿2022-2030：类似Roadster——高端、小众；2030-2040：从Model

S到Model

Y——走向大众核心零部件对比：价值占比、国产化、毛利率关注价值量占比高、国产化空间大、毛利率高的行星滚柱丝杠、空心杯电机等010203040506核心标的、风险提示014具身智能浪潮推进，特斯拉入局产业化加速人形机器人适用场景广泛，特斯拉入局产业化发展有望提速1.1工业、服务等应用场景广泛 可应用仿生学结构设计1 2家庭场景家务机器人娱乐机器人教育机器人

等商用场景医疗机器人物流机器人

农业机器人特种机器人

等垂直多关节机器人scara机器人工业场景协作机器人

等具身智能或将是AI的终极形态，人形机器人是实现具身智能的最佳形态之一

。由于结构设计接近人体，人形机器人的活动场景可覆盖人类活动的方方面面，可应用于家庭、商用、工业等场景。人形机器人可参照人体进行仿生学设计，结构设计过程难度降低。5资料来源：骨三甲，浙商证券研究所服务型需求场景有望成为人形机器人的重要市场1.2资料来源：国家统计局，Wind，IFR，中国电子学会，赛迪，中商产业研究院，36氪，浙商证券研究所5%4%3%2%1%0%-1%-2%-3%-4%24,00023,50023,00022,50022,00021,50021,00020,50020,00019,5002011

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202115岁及以上未婚人口估计（万人）YOY我国成年单身人口数量持续增长，孤独催生广阔市场4%3%2%1%0%05,00010,00015,00020,00025,0002011201220132014201520162017201820192020202165岁及以上人口总数估计（万人）0%8%6%4%2%6%5%

10%7%12%16%8%14%65岁及以上人口占比近年来，我国人口老龄化程度持续加深6服务型机器人市场潜力大，近年来增速高于工业机器人市场。陪伴是未被解决的刚需，随着人口老龄化程度加深、成年单身人口数量持续增长，由人们情感需求催生了广阔的陪伴机器人市场。不同于AI虚拟网络的单向情感传递，陪伴机器人被赋予了情感识别、情感表达的能力，机器人不再只是一个冰冷的“玩具”，而是聚焦于情感陪伴，成为家庭的一份子。我国服务型机器人市场潜力大（单位：亿元，人民币）-20%0%20%40%60%80%100%010020030040050060070080020182023E2019 2020服务机器人市场规模服务机器人市场YOY2021E 2022E工业机器人市场规模工业机器人市场YOY具身智能：指的就是能够感知并理解周边环境，通过自主学习完成任务的智能体。其中的“智能”一词，指的就是与环境交互，同时在环境中行动的功能。人工智能大模型和人形机器人的出现，是迈向具身智能道路上的一大步。具身智能：人工智能的下一个浪潮，人形机器人是一大进步1.3资料来源：《人工智能：一种现代的方法》，《中国经营报》

，机器之心，浙商证券研究所知识引擎概念推理器任务理解器CMOS图像传感器具身感知 具身执行IR传感器微镜惯性器件&电子罗盘力和触觉传感器压力传感器振荡器&调谐器&过滤器&开关温度&湿度传感器……电磁阀&液压缸减速器轴承丝杆电池/电源控制器驱动器&电机&编码器液压弹簧……CRU7特斯拉入局，人形机器人产业化发展有望提速1.4资料来源：2022特斯拉AI

Day，《特斯拉人形机器人产业化提速，聚焦AI下一个浪潮“具身智能”》，浙商证券研究所8特斯拉人形机器人：从概念到原型机落地 特斯拉机器人展示了行走、挥手、摇摆等动作特斯拉Optimus

采用纯电机驱动，采用FSD纯视觉路线，身高173cm，体重73kg，身体部分28个自由度，每只手6个自由度，配备2.3kWh、52V电池包，可实现持续待机20个小时。特斯拉人形机器人开发进展迅速：2022年10月：特斯拉人形机器人首次亮相，需要人搀扶，无法正常工作；2023年3月：视频中显示人形机器人可实现直立行走，且能实现装配任务，手指关节可抓取电动工具、螺丝等；2023年5月：视频中显示人形机器人在车间灵活行走、抓取物体，并展示了电机扭矩控制技术（不打碎鸡蛋）。以特斯拉Optimus为例，人形机器人感知、执行系统拆分1.4大脑FSD芯片：1个（均价约10000元/个）5%线性执行器：14个（单价约4700元）32%无框力矩电机：14个（均价约1500元/个）10%力传感器：14个（均价约800元/个）5%行星滚柱丝杠：14个（均价约2000元/个）14%单列向心球轴承等：14套（均价约400元/套）3%旋转执行器：14个（单价约4700元）32%无框力矩电机：14个（均价约1500元/个）10%力传感器：14个（均价约800元/个）5%谐波减速器：14个（均价约2000元/个）14%交叉滚子轴承等：14套（均价约400元/套）3%关节摄像头：8个（均价约400元/个）2%眼睛空心杯电机：12个（均价约700元/个）

4%行星减速器：12个（均价约500元/个）

3%力传感器：12个（均价约800元/个）5%灵巧手结构件/通讯/热管理等其他电池：1个（均价约2070元/个）1%动力9资料来源：

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，浙商证券研究所（产品价格和使用数量为估计值）无框力矩电机、空心杯电机、减速器、丝杠等是核心零部件1.5以特斯拉Optimus为例，2023年人形机器人核心零部件价值量分布：具身执行：主要部件价值量占比约62%，主要由无框力矩电机、减速器、丝杠、空心杯电机、轴承等构成。具身感知：主要部件价值量占比约18%，主要由摄像头、力传感器、惯导imu等构成。2023年人形机器人核心零部件价值量分布1%5%4%21%17%14%2%16%1.0%5.5%15%FSD芯片无框力矩电机丝杠力传感器轴承电池/电源空心杯电机减速器摄像头惯导imu其他（结构件、通信、热管理等）10资料来源：

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，浙商证券研究所（产品价格和使用数量为估计值）0211控制与执行系统：具身智能的执行系统，核心部件价值量占比约62%控制器：为执行装置提供正确控制信号2.1运动控制器：是指以中央逻辑控制单元为核心，以传感器为信号敏感元件，以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置，其主要任务是根据运动控制的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、数学运算，为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。12资料来源：固高科技招股书，雷赛智能招股书，浙商证券研究所整理分类特点应用领域PLC控制器系统简单，体积小，可靠性高，但不支持复杂算法可以用于圆周运动或直线运动的控制，广泛应用于各种机械、机床、机器人和电梯等行业嵌入式控制器涵盖从简单到复杂的各种运用，具有应用灵活、稳定性高、定制性强、价格便宜、操作和维护方便的特点在针织机械、激光、切割、点胶机等设备制造行业有广泛的应用PC-Based

控制卡系统通用性强、可拓展性强，能够满足复杂运动的算法要求、抗干扰能力强，可供用户根据不同的需求主要应用于电子、半导体、工业机器人、包装等领域网络式控制器形态可以是插卡式，也可以是嵌入式，或者是独立运行模式，其与伺服驱动系统的链接是采用各类工业总线形式半导体加工、激光加工设备、PCB钻铣设备、机器人、数控机床、木工机械、印刷机械、电子加工设备和自动化生产线电力驱动：伺服系统是运动控制核心部件2.2资料来源：工控网，行行查，浙商证券研究所PCB上游IC芯片晶体管电阻电容模块运动控制系统运动控制器伺服驱动器电机编码器反馈机械传动机构速度检测伺服系统位置、下游工业机器人机床半导体包装、纺织机械等伺服电机检测反馈元件伺服驱动器根据驱动器传来的电能，精确完成角度、速度的旋转。将从控制器接收到的信息分解为单个自由度系统能够执行的命令，再传递给执行机构（伺服电机）。检测电机的速度和位移，反馈给驱动器；检测负载情况，反馈给控制器，实现闭环控制。交流同步伺服电机、交流异步伺服电机、直流电机等包括交流伺服驱动、直流伺服驱动等编码器、位移传感器、机器视觉、触觉检测等伺服系统：伺服系统是工业机器人实现工业自动化的重要组成部分，是自动化制造过程中实现精确定位、精准运动的必要机构。在结构组成方面，工业机器人的伺服控制系统由伺服驱动控制器、伺服电机、减速机、反馈装置（编码器和传感器）四大部分构成。13伺服系统：国内龙头厂商性能已具备国际水平2.3资料来源：头豹科技，中商情报网，浙商证券研究所16%11%10%9%8%8%2%3%2%2%29%汇川安川松下三菱西门子台达禾川科技无锡信捷埃斯顿山洋电气其他每台人形机器人需要一套伺服系统：我国工业机器人伺服系统市场可分为三个梯队：日系：市占率32%以上，主要为安川、松下、三菱、山洋等；欧系：市占率8%以上，主要为西门子等；国产：汇川、台达、禾川、埃斯顿等；台达集团、汇川技术等公司作为我国伺服系统国产替代龙头，在编码器分辨率、过载能力、最高转速、频率响应速度等方面已具备与外资龙头同等参数水平。2021年中国工业机器人伺服系统市场竞争格局2021年中国工业机器人伺服系统市场竞争格局14电机：人形机器人中主要采用舵机、空心杯电机等2.4资料来源：

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，中国机器人网，新华网财经，浙商证券研究所（设计方案为我们推测，可能与实际方案不完全一致）微电机舵机空心杯电机普通伺服电机交流直流励磁方式有无电刷永磁他励自励有刷无刷有刷：成本低，结构简单，控制容易，需要维护无刷：低干扰、噪音低、运转顺畅、寿命长，低维护成本可应用于机器人手以外的部分如：特斯拉Optimus全身除手部以外，使用6种舵机，可实现28个自由度。其中，可能包含：14个线性执行器：无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器/IMU+单列向心球轴承等14个旋转执行器：无框力矩电机+谐波减速器+力传感器/IMU+交叉辊子轴承+双编码器等可应用于机器人手部如：特斯拉Optimus单手6个执行器

(6个主动自由度，5个被动自由度)。每个执行器中，可能采用空心杯电机+行星减速器+力传感器方案。15空心杯电机：应用于人形机器人的机械手部关节2.5资料来源：鸣志电器官网，江苏雷利公告，

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，浙商证券研究所有刷空心杯电机无刷空心杯电机可靠的运行稳定性1能量转换效率高2高能量密度3启动和制动迅速4更少的电磁干扰5转动波动小6无转矩滞后7降温效果好8峰值转矩高9空心杯电机优势特斯拉Optimus机械手目前人形机器人的机械手主要有两种模式：内置驱动：将驱动器、传感器等集成于人形机器人手掌内部。外置驱动：将驱动器外置于手臂，采用腱绳驱动方式远端控制关节运动。特斯拉Optimus即可能采用外置驱动方式。人形机器人的最后末端的操作包括力反馈等，用的基本都是空心杯的有刷电机或者空心杯的无刷直流电机。目前空心杯电机的主流供应商主要是瑞士的maxon，德国FAULHABER。有刷空心杯电机：采用空心转子设计方案，具有高加速度、低转动惯量、无齿槽效应、无铁损小巧轻便等特点、非常适合频繁启停、对舒适度和便捷性有要求的手持应用无刷空心杯电机：难点在于产品设计与制造工艺，其中大批量生产为核心难点，手工制作方式在生产效率、产品稳定性方面无法满足客户需求。瑞士

Maxon

和德国Faulhaber

掌握了大批量生产的核心工艺，国内大多数厂商主要受制于此项工艺。16空心杯电机：国内无刷空心杯技术与国际龙头仍有差距2.5资料来源：各公司官网，浙商证券研究所瑞士Maxon德国Faulhaber海外龙头国产品牌鸣志电器鼎智科技江苏雷利主营业务空心杯电机进展瑞士Maxon公司成立于1961年，致力于研发并生产性能强大的电动驱动器。公司产品包含有刷DC电机、无刷DC电机等。电机的“心脏”是享有全球专利的空芯杯转子。这项最先进的技术带给驱动器的优势是紧凑的结构、高性能和低惯性。由于惯量较小，DC电机可达到很高的加速度。公司成立于1947年，目前在各种公司生产的微型电动机应用于家用电器领域、汽车的发展、医疗服务德国设计领域拥有先进的小型和微型电设备和保健器材领域和各种工程机械生产设备、机器人、武器装备研Faulhaber机技术。究领域等其他相关领域，具备小型化，低噪声，运行平稳，可靠性强的特点。鸣志电器公司专注于发展系统级的驱动控制系统，以及精密直线传动系统等解决方案类业务。公司的空心杯电机等产品被国内、外客户广泛使用，并主要服务于移动服务机器人（AMR+AGV）等自动化应用领域。鼎智科技江苏雷利子公司，立足于精密运动控制组件的设计、生产与销售等一站式服务业务。目前公司多个产品即将进入量产阶段，具体时间还需要配合下游客户进展。江苏雷利公司主要从事家用电器、汽车微特电机、医疗仪器用智能化组件及相关零部件的研发、生产与销售。公司的空心杯电机已具备批量生产能力，预计2023年二季度开始大批量生产。公司自研的空心杯电机等产品在工控、军工、机器人等领域小批量验证中。空心杯电机：目前行业龙头企业有瑞士Maxon、德国

Fauhalber，两家企业生产无刷空心杯电机+“控制器、编码器、精密齿轮箱”等组件。国内无刷空心杯技术与外资龙头存在差距，且无法自动化量产导致成本高，应用较少。难点主要在于产品是否能实现大批量产、产品寿命及性

能是否能达到客户要求。无刷空心杯电机17无框力矩电机：应用于人形机器人身体关节2.6资料来源：步科股份，浙商证券研究所无框力矩电机：是一种以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机。它的基本操作就像传统的永磁电机一样。无框力矩电机由驱动器供电，驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场，永磁体的转子在此磁场的作用下转动。目前无框力矩电机主要用于协作机器人。无框力矩电机优势：提升机器性能：直接耦合（无背隙）、更高的系统带宽、提高机器效率。结构更紧凑：机器占用空间更小、单位体积扭矩最高。减少维护：更少的机械部件、无易磨损或需维护的组件。无框力矩电机难点：转矩密度：近年来，关节需求朝着扭矩不变尺寸更小的方向发展。因此要求关节电机不断提高功率密度。温升：基于较小的尺寸，达到很高功率密度之外，另一个重要指标是看达到热稳态之后的电机温升。额定和最高转速：机器人在某些场景中有不断提速的需求，理论上对于电机系统来说，转矩需求固定，额定速度上限附近将损失转矩。因此意味着更高的电磁设计要求。成本：作为关键部件，电机的成本备受关注。核心零部件国产化是必经之路。无框力矩电机行星滚柱丝杠谐波减速器线性执行器方案每个人形机器人约使用14个线性执行器。旋转执行器方案每个人形机器人约使用14个旋转执行器。无框电机用于人形机器人的大关节处每台约需要28个18无框力矩电机：国内无框力矩电机已具备一定竞争力2.6资料来源：科尔摩根，步科股份，昊志机电，浙商证券研究所主营业务无框力矩电机进展产品优势美国科尔摩根公司提供业界高性能、高可靠性的电机、驱动器、直线执行器、AGV

控制解决方案和自动化平台，拥有逾百万款标准和定制产品，可满足各种运动控制挑战。公司可为客户提供17种标准框架尺寸（直径60mm到850mm，扭矩最高13,000Nm）的无框电机解决方案，每种尺寸都有多种堆叠长度和绕组选项。这些标准设计可以为客户的机器提供已针对应用进行优化的理想无框电机解决方案。采用标准尺寸，优化后可与常用谐波减速机配对，无需昂贵的定制成本，同时尽量对整体关节尺寸进行优化；电机的电磁封装经过优化，长度更短、重量更轻，可以满足3～15公斤级协作机器人的速度和转矩要求；电机轴向长度短、外径小且通孔尺寸大，简化了下一代机器人的复杂设计；先进的材料和创新的绕组工艺可以在广泛的速度和负载要求下，提供一致的性能；可选集成霍尔传感器，能够提供换相反馈而不增加电机总长度；多标准的热敏传感器选项，能够与机器人市场上最流行的驱动器协同工作；经过专门设计，可在线圈温度不超过85ºC

的情况下，提供卓越的性能，确保润滑脂、电子元件和其他机器人关节部件达到最大寿命。步科股份公司专注于工业自动化设备控制核心部件与工业物联网/互联网软硬件的研发、生产、销售以及相关技术服务，并为客户提供设备自动化控制、数字化工厂及工业互联网解决方案，是中国为数不多的机器自动化与工厂智能化解决方案供应商。公司是国内最早做无框电机的厂家之一，协作机器人无框电机解决方案具有稳定高效、高功率密度、低齿槽力矩、高空间利用率的特点，助力客户制造出有竞争力的、适配性强的产品,同时帮助客户降低生产成本。专业化：通过深⼊优化电磁⽅案，获得更⾼的转矩密度；精细化：目前有52mm-132mm10种框架尺⼨，覆盖3-25kg

负载需求，相同转矩下，尺⼨更⼩，温升更低；特色化：首创无框灌封工艺，轻量化设计、更薄机⾝，运动速度更快，更平稳，与市场产品相比，铜损下降率高达20%；新颖化：与市场主流的谐波减速机尺⼨匹配

，更⼤的中空内径满⾜客⼾多样化的穿线需求。昊志机电公司主要产品包括主轴、转台、直线电机、数控系统、谐波减速器、伺服电机、驱动器、传感器、氢能源汽车燃料电池压缩机、曝气鼓风机、直驱类高速风机等高端装备核心功能部件。公司的无框力矩电机产品主要应用于协作机器人和轻型机器人。转矩波动≤1%，更利于机器人力矩控制；3.5倍过载能力，使得机器人负载能力大大加强。19丝杠：人形机器人中，行星滚柱丝杠应用广泛2.7资料来源：《行星滚柱丝杠电动缸应用现状》，浙商证券研究所丝杠梯形螺纹丝杠滚珠丝杠行星滚柱丝杠螺旋形式：螺旋形式是一种普通的等腰梯形。应用：适用于大负载但工作转度和工作制要求很低的应用场合。特点：传动时存在表面滑动摩擦，连续工作发热严重。此外，传动效率也较低。螺旋形式：利用滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动，将旋转运动转换成直线运动。应用：适用于中等性能要求的应用场合。特点：由于滚珠不断在两个负载承载面之间循环，存在相互碰撞及末端急剧转向，导致高转速条件下丝杠传动效率降低、噪声大。螺旋形式：以丝杠旋转作为驱动，通过丝杠与滚柱之间的螺旋运动，由滚柱带动螺母做直线运动。应用：适合用于高速重载工作的应用场合。特点：主要由丝杠、螺母和滚柱组成，丝杠和螺母为多头螺纹，行星滚柱一般为单头螺纹，滚柱两端设置了螺纹齿，与内齿圈螺纹齿啮合。20行星滚柱丝杠：主要依靠海外进口，国内企业小规模研发生产2.7资料来源：《行星滚柱丝杠电动缸应用现状》，机工机床世界，浙商证券研究所行星滚柱丝杠行星滚柱丝杠：传动原理与行星轮系相似，丝杠类似太阳轮，滚柱作为行星轮，螺母作为齿圈，当丝杠旋转时，滚柱围绕丝杠作行星运动，同时通过螺旋传动原理将丝杠旋转运动转化为螺母直线往复运动。以往行星滚柱丝杠产能主要集中于欧洲、美国等，国内企业较少布局。国内企业目前市占率较小，目前还是主要依靠海外进口。海外龙头：瑞士GSA、德国Rexroth、瑞典斯凯孚、美国Moog、美国Nook等；国内企业：鼎智科技、博特精工、汉江机床、新剑传动等，具备小规模研发生产能力。行星滚柱丝杠难点：原材料：海外龙头多以合金结构调质钢为主；国内厂商多采用马氏体不锈钢。加工工艺：海外龙头多以磨削与滚轧成形为主；国内厂商切削或非精密磨削为主。试验与检测：海外龙头针对精度保持性、可靠性开发了一系列试验与检测设备，国内一般依赖经验。高承载：线接触1耐冲击：接触面大2高速度：加/卸载少噪声低：声音频率高高精度：导程精度高长寿命：滚珠类的15倍4 7易安装维护5 8恶劣环境适应能力强3

体积小：比滚珠类小1/3 6

9行星滚柱丝杠优势21减速器：人形机器人中主要用到三种减速器类型2.8资料来源：中大力德，双环传动，绿的谐波，伺服与运动控制，浙商证券研究所减速器行星减速器RV减速器谐波减速器应用：适用于大臂、肩部、腿部等重负载部位。特点：刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高；制造难度大，价格较贵。代表公司：应用：小臂、腕部或手部等轻负载位置。特点：体积小、重量轻、结构简单紧凑；材料易疲劳损坏。代表公司：应用：一般用于直角坐标机器人。特点：高刚性、高精度、耐磨性强；减速比低，精度较差。代表公司：22减速器：日系厂商占主导，国内厂商关键技术已攻克2.8资料来源：华经产业研究院，前瞻产业研究院，中国传动网，浙商证券研究所RV减速器对比谐波减速器RV减速器谐波减速器技术特点通过多级减速实现传动，一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成，组成的零部件较多。通过柔轮的弹性变形传递运动，主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。与RV及其他精密减速器相比，谐波减速器使用的材料、体积及重量大幅度下降。产品性能大体积、高负载能力和高刚度体积小、传动比高、精密度高应用场景一般应用于多关节机器人中机座大臂、肩部等重负载的位置。主要应用于机器人小臂、腕部或手部。终端领域汽车、运输、港口码头等行业中通常使用配有RV减速器的重负载机器人。3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中通常使用由谐波减速器组成的30kg负载以下的机器人。价格区间5000-8000元人民币/台1000-5000元人民币/台18%36%37%21%25%5%8%

6%9%7%4%

4%5%16%哈莫纳科绿的谐波新宝来福福德大族其他20/21年我国RV减速器竞争格局

20/21年我国谐波减速器竞争格局RV减速器：日系厂商占据主导地位。据华经产业研究院数据，2021

年纳博特斯克（

Nab）市场占有率约

52%，位居第一。国内厂商双环传动市场占有率从

2020年的

9%增长至

2021

年的15%，提升明显。谐波减速器：日系厂商为谐波减速器主要玩家。

2021

哈默纳科市场占有率达

36%。伴随关键技术的攻克，

国内厂商竞争力显著增加，

2021年绿的谐波市场占有率达

25%，位居第二。232021-2026年中国工业机器人减速器需求5%55%52%7%9%15%4%4%

2%3%15%16%Nab双环传动住友中大力德

7%

6%南通镇康泰川其他注：内圈为2020年，外圈为2021年30025020015010050020212026E中国工业机器人减速器需求（万台）0324感知系统：具身执行的感知系统，主要部件价值量占比约18%传感器：机器人识别外部信息的“器官”3.1视觉（Vision)位置（Position)听觉（Sound)（Speech)触觉（Touch)交流（Communication)视觉聚焦（Vision

focus)嗅觉（Smell)味觉（Taste)压力（Pressure)电气（Electrical)CMOS图像传感器IR

传感器微镜惯性器件&电子罗盘麦克风语音微型扬声器力和触觉传感器振荡器&调谐器&过滤器&开关数字自动对焦&微光器件气体&气味传感器湿度&气温传感器压力传感器电极传感器25数据来源：Yole，浙商证券研究所机器人传感器可以根据检测对象不同分为内部传感器和外部传感器。内部传感器：用来感知机器人的自身状态的传感器位置、速度、加速度外部传感器用以感受机器人周围环境、目标物的状态信息的传感器视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力觉3.2人形机器人的感知系统，以各类传感器为核心部件感知视觉传感器摄像头激光雷达毫米波雷达单价：5000-8000元需求量：约2个单台价值量：约10000-16000元代表公司：单价：约400元需求量：约2-8个单台价值量：约800-3200元代表公司：单价：1000-1500元需求量：约4个单台价值量：约4000-6000元代表公司：26资料来源：各公司官网，汽车之心，浙商证券研究所3.2人形机器人的感知系统，以各类传感器为核心部件感知其他传感器力矩传感器单价：约800-1000元需求量：约40个单台价值量：约40000元代表公司：惯导单价：约2000元需求量：约1个单台价值量：约2000元代表公司：27资料来源：各公司官网，浙商证券研究所视觉传感器：纯视觉路线与多器件融合路线齐头并进3.3特斯拉FSD算法可复用：特斯拉FSD的框架以真实道路数据+虚拟仿真数据作为基础，Optimus

已经可以使用

FSD最新一代神经网络算法模型Occupancy

Network。数据层面：特斯拉基于以16万FSD用户14.4亿帧的道路数据，通过自动标注、虚拟仿真、数据引擎进行优化。模型层面：特斯拉的占用网络模型，只需分析物体占用空间的情况，无需准确“认识”物体，，展示了特斯拉的模型算法已经深入到了解决不常见的场景、判断“不认识”的物体的层面。多器件融合路线优势：图像识别分辨率高，技术成熟度高、成本低劣势：算法要求高、容易受到恶劣天气影响、复杂环境下抗干扰能力弱成本：<10美元摄像头优势：夜视功能应用极佳劣势：径向运动辨别能力差、没有角度测量能力成本：100美元左右优势：不受天气影响，探测距离远。能同时探测目标物体的距离和速度。劣势：精度低，识别行人、道路指示能力弱成本：200～300美元毫米波雷达优势：价格低、体积小，近距离停车应用极佳劣势：传播慢、测距短，高速行驶中测量和远距离测量都存在较大误差成本：10美元左右超声波雷达红外线传感器优势：抗干扰能力强；测量精度极高，可以实时建立3D模型；探测距离远、速度快劣势：成本较高、受雾霾天气影响成本：>1000美元激光雷达纯视觉路线如：特斯拉Optimus如：优必选

WALKER

X、波士顿动力

ATLAS等大部分人形机器人资料来源：

2022特斯拉AI

Day

，独角兽智库，传感器专家网

，浙商证券研究所283.4资料来源：韦尔股份公告，潮电智库，智研咨询，浙商证券研究所图像传感器：车载摄像头基本采用CMOS传感器，约占摄像头成本的50%。CMOS图像传感器难点：设计工程：需要具备全方面的技术储备及快选设计能力，这对设计公司的技术积累和行业经验提出了较高要求；可靠性：对寿命、稳定性要求高，需要经过多年的积累，储备大量的修正数据，确保产品可靠性。第一梯队：安森美、韦尔股份（收购豪威科技）；第二梯队：索尼、斯特威等。29镜头：约占摄像头成本的20%。目前车载摄像头镜头供应商形成一超多强的格局：一超指国产的舜宇光学，其市占率常年稳定在30%以上，多强指日立、三协、世高、桑来斯等美日韩厂商。近年国内的联创电子、欧菲光发展迅猛，积极发展技术并抢占市场，跻身多强行列。第一梯队：舜宇光学；第二梯队：联创电子、欧菲光、日立、三协、世高、桑来斯等。安森美（美股）44%豪威科技（韦尔股份收购）43%斯特威（A股）5%索尼7%派视尔1%三星0.1%摄像头：参考车载摄像头市场，国内厂商市占率较高2023年1-2月车载摄像头CMOS图像传感器出货量占比舜宇光学（港股）,

60%联创电子（A股）,

7%欧菲光（A股）,6%桑来斯,

3%

三协,

4%

日立,

5%

世高,

6%

弘景光电（拟IPO）,3%京瓷,

3%理光,

3%2023年1-2月车载摄像头镜头出货量占比激光雷达：国内外厂商差距缩小，芯片和算法是核心3.5资料来源：禾赛科技招股书，Yole，浙商证券研究所目前机械旋转多线激光雷达的主要供应商有Velodyne、Ouster、禾赛科技、速腾聚创，产品主要面向无人驾驶和服务型机器人市场。第一梯队：美国Velodyne、中国禾赛科技；

第二梯队：速腾聚创、ouster、Luminar、Aeva、Innoviz。激光雷达难点主要在于：芯片：激光雷达专用芯片，目前国产尚未有完全成熟的自研芯片，处于研发阶段；算法：算法需要经过不断的实验进行更新完善，时间越长，优势越大，国内厂商起步晚。禾赛58%Waymo22%Velodyne,

4%速腾聚创,

3%其他13%2021年自动驾驶汽车激光雷达市场份额公司技术路线产品成熟度市场地位及应用场景落地生产规划禾赛科技中国在售产品包括不同架构的机械旋转方案的多线激光雷达多线机械旋转雷达的多个产品已形成规模销售产品广泛用于全球头部无人驾驶项目，

同时也服务于机器人及车联网领域拥有自主产线，同时制定了自动化生产线及智能化工厂的发展路线Velodyne

美国在售产品主要为机械旋转方案的多线激光

雷达；已发布（半）固态产品多线机械旋转雷达的多个产品已形成规模销售从2006年到2017年一度是多线数旋转激光雷达市场的最主要提供方。拥有自主产线，但逐渐转向第三方代工的模式Ouster

美国在售产品为机械旋转式，已布局纯固态方案多线机械旋转雷达的多个产品已形成规模销售中、近距离激光雷达

的主要供应商之一。

产品主要应用于服务机器人、无人驾驶等领域无公开资料速腾聚创中国在售产品主要为机械旋转方案和微振镜方案，同时销售激光雷达的环境感知算法解决方案多线机械旋转雷达的多个产品已形成规模销售主攻机器人市场，是多线机械旋转雷达

产品在国内机器人市场的主要供应商之一无公开资料30毫米波雷达：国内企业异军突起，77GHz实现小规模量产3.6资料来源：高工智能汽车，共研网，无敌电动网，浙商证券研究所目前美国、欧洲和日本在毫米波雷达技术和研究方面处于领先地位，博世、大陆前装量产的毫米波雷达产品已经发展到第五代，保持2-3年1代的更新速度，改进低分辨率和提升探测距离。中国24GHz雷达市场：主要由法雷奥（Valeo）、海拉（Hella）和博世（Bosch）主导，市场占比60%以上；中国77GHz雷达市场：主要由大陆集团（Continental）、博世（Bosch）和德尔福（Delphi）主导，占比约80%。毫米波雷达难点：1）设计：天线设计决定了方位角和俯仰角性能。2）软件算法：信号处理算法、数据处理算法。中国企业大多数在2014-2016年成立，起步较晚，但正在异军突起。24GHz国产化比较高，而77GHz仅少部分中国企业实现了量产。公司24GHz77GHz79GHz1森斯泰克√√2德赛西威√√3华域汽车√√√4纳瓦电子√5智波科技√√6华为不详7隼眼科技√8安智汽车√9行易到√√10福瑞泰克√√博世32%大陆24%安波福10%veoneer9%法雷奥森斯泰克

1%3%电装8%海拉9%万都

其他1% 3%2021年国产乘用车毫米波雷达供应商市场份额31力矩传感器：六维技术壁垒较高，竞争格局仍较分散3.7资料来源：公司公告，公司官网，公司微信公众号，浙商证券研究所我国力矩传感器行业仍处在初期阶段，竞争格局较为分散。相比于单轴压力传感器，六轴力矩传感器可以感受六维的力和力矩，可测量在任何方向、任何轴上的应用负载，并能承受额定测量范围5到20倍的负载，同时六维力矩传感器生产技术和流程较为复杂，具备较高的技术壁垒，目前我国参与企业主要有昊志机电、宇力仪器（未上市，

ABB、安川、KUKA等的合作供应商）、以及坤维科技（未上市，与节卡、遨博、睿尔曼、越疆、思灵、大族、法奥等国内协作机器人著名厂商开展深度合作）、柯力传感、汉威科技、八方股份等。我国主要力矩传感器企业公司主营产品代表性传感器产品图片产品特点2022年营收（亿元）4柯力传感研制、生产和销售应变式传感器、仪表等元器件，电子称重系统、工业物联网系统成套设备等柯力已有测重测力、静态扭矩、二维力、三维力、六维力等传感器10.611昊志机电产品涵盖高端主轴，转台、直线电机、数控系统、谐波减速器、伺服电机等功能部件2022年报中披露六维度力钜传感器（1）力控精度≤0.1Nm；（2）温度自补偿，蠕变小，结构解耦；（3）18

或

24

位

A/D

转换，采样率高达

1KHz；（

4

）通信协议：Ethercat以太网、CAN、R485

等多种选择、 9.872宇力仪器（未上市）多轴力传感器，包括六维力传感器、三维力传感器、一维力传感器和关节扭矩传感器M37XX系列：机器人&通用测试M37XX系列产品直径15至135mm，50至6400N，0.5至320Nm，是矩阵解耦型6轴力传感器/3坤维科技（未上市）主营智能力觉传感器的研发、制造、销售及技术推广，开发面向机器人及其他智能装备行业的力觉传感器产品KWR36系列六轴力传感器微型高精度力觉传感器，可实时测量正交三方向的力和力矩，传感器基于应变电测原理设计，采用六轴联合标定技术提升精准度/5汉威科技主要业务包括传感器、仪器仪表的研发、生产、销售以及物联网综合服务等4R红外系列气体传感器红外气体分析技术的微型化应用，适用于多种气体检测，可燃气体为主，使用寿命长、稳定性好，价格偏高23.956八方股份主要从事电踏车电机及配套电气系统的研发、生产、销售和技术服务公司是全球少数掌握力矩传感器核心技术的企业之一，产品技术指标达到国际先进水平，公司具备“一种力矩速度传感器总成”专利，包括：力矩速度传感器、五通管和出线护套28.5032惯导：国际龙头份额集中，国产厂商积极突破3.8资料来源：芯谋研究，各公司官网，传感器专家网，浙商证券研究所33%21%25%7%7%7%MEMS

IMU市场份额分布相对集中，国际厂商占据垄断地位。前三名国际厂商共占据近80%市场份额，前五名国际厂商共占据超90%市场份额。其中BOSCH以33%的市场份额排名第一，ST和TDK分别以25%和21%的市场份额紧随其后。相较于前五名国际厂商，本土厂商市场份额比较小，面临的市场竞争压力也较大。由于MEMS

IMU产品生产工艺难度大，只有头部企业才有足够的资金、技术和资源来应对市场竞争，因此准入门槛不断提高，国内参与竞争的厂商较少。在国内布局汽车惯导的企业有华依科技、华测导航、导远电子等公司。中国MEMS

IMU市场竞争格局BOSCH ST TDK Analog Honeywell 其他公司产品陀螺仪加速度计1华依科技INS/IMU4050量程：250°/s零偏稳定性：≤5°/h全温零偏：≤0.35°/h角度随机游走ARW：0.3°/√h量程：±8g零偏稳定性：0.04mg角度随机游走ARW：≤200ppm全温零偏：18mg2华测导航CGI-220量程：±500°/s零偏稳定性：2.5°/h量程：±8g零偏稳定性：3.6ug3导远电子INS570D量程：250°/s全温零偏：＜0.07°/h量程：4g全温零偏：≤2mg330434市场空间：2030年全球市场有望达475亿，远期市场空间巨大智能服务机器人：2026年全球市场有望达67.6亿美元4.19.211.813.617.520.726.23340.548.46.25.610.116.521.629.233.447.364.684.6107.40%10%20%30%40%50%60%70%2017 2018 2019 2020 20212022E2023E2024E2025E

2026E智能个人家庭服务机器人智能专业服务机器人YOY45%18040%16035%14030%12025%10020%8015%6010%405%200%02.53.44.3566.98.610.813.215.75.681113.116.118.625.132.441.251.8010203040506070802017 2018 2019 2020 20212022E2023E2024E2025E

2026E智能个人家庭服务机器人智能专业服务机器人YOY2017-2026年全球智能服务机器人及解决方案市场规模（亿美元）2017-2026年中国智能服务机器人及解决方案市场规模（亿元人民币）8.111.415.318.122.125.433.743.254.567.611.819.328.335.246.754.173.597.6125.1155.835资料来源：优必选公告，浙商证券研究所4.1

人形机器人：从小众高端走向大众化，2030年市场有望达475亿元资料来源：Wind，浙商证券研究所2022-2030：类似Roadster——高端、小众2030-2040：从Model

S到Model

Y——走向大众全球潜在市场空间：2030年约475亿元人民币，2022-2030年CAGR=19%362022年2023年2024年2025年2026年2027年2028年2029年2030年世界总人口（亿人）808081828383848585YOY1.0%1.0%1.0%0.9%0.9%0.9%0.9%0.9%0.8%0-14岁人口占比25%25%25%25%25%25%25%24%24%65岁以上人口占比10%10%10%10%11%11%11%11%12%15-64岁人口占比65%65%65%65%64%64%64%64%64%目标收入群体：前百分比1.1%1.3%1.7%2.3%3.1%4.1%5.0%5.9%6.8%目标市场渗透率0.1%0.2%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.8%0.9%To

C端

人形机器人需求量（万台/年）1.72.85.39.515.725.834.143.954.8人形机器人均价（万元，人民币）706050383024201714To

C端

人形机器人潜在累计市场空间（亿元，人民币）21635456178710941462187923142789To

C端

人形机器人潜在新增市场空间（亿元，人民币）105138207226307368417435475YOY32%50%9%36%20%13%4%9%0%10%20%30%40%50%60%015010050250200350300500450400ToC端

人形机器人潜在市场空间（亿元，人民币）YOY人形机器人：核心零部件市场空间测算37资料来源：特斯拉AI

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2022，浙商证券研究所测算（产品价格和使用数量为估计值）4.22022年2023年2024年2025年2026年2027年2028年2029年2030年空心杯电机单机用量（台）121212121212121212单价（元/台）700700700650585526.5479441410需求量（万台/年）203464114189309410527657市场空间（亿元，人民币）1.42.44.57.411.116.319.623.227.0无框力矩电机单机用量（台）282828283436384041单价（元/台）1500150015001400126011341021919827需求量（万台/年）48791492666601000142219482387市场空间（亿元，人民币）7.111.822.437.283.1113.4145.1178.9197.3减速器单机用量（台）262626262930313233单价（元/台）130012501200116411291095106210301000需求量（万台/年）4473138247519809112115011851市场空间（亿元，人民币）5.79.216.628.758.688.6119.1154.6185.0丝杠单机用量（个）141414141718192021单价（元/个）200020002000190018051715162915481470需求量（万个/年）2439751333305007119741193市场空间（亿元，人民币）4.87.914.925.259.585.8115.8150.7175.4力传感器单机用量（个）404040404648505253单价（元/个）800800800776753730708687666需求量（万个/年）681132133808491309183224753044市场空间（亿元，人民币）5.49.017.029.563.995.6129.7170.0202.8惯导imu单机用量（个）111111111单价（元/个）200020002000190018051715162915481470需求量（万个/年）1.72.85.39.515.725.834.143.954.8市场空间（亿元，人民币）0.30.61.11.82.84.45.66.88.10538核心零部件：关注价值量占比高、国产化空间大、毛利率水平高的环节2023-2030年核心零部件价值量占比情况5.12023年核心零部件价值量占比2030年核心零部件价值量占比2%18%17%16%18%1%28%无框力矩电机力传感器减速器惯导imu空心杯电机丝杠其他4%21%16%14%16%1%28%无框力矩电机力传感器减速器惯导imu空心杯电机丝杠其他39资料来源：特斯拉AI

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2022，浙商证券研究所测算（产品价格和使用数量为估计值）行星滚柱丝杠、空心杯电机等部件具备更好的投资价值5.2单机价值量占比国产化率毛利率2023年2030年空心杯电机6%3%低约45%无框力矩电机20%18%中约40%减速器16%17%较高约35%丝杠14%16%低约60%力传感器16%18%中约35%惯导imu1%1%低约45%其他28%28%--三个维度对比人形机器人核心零部件投资价值：单机价值量占比：无框力矩电机>减速器＞力传感器＞行星滚柱丝杠>空心杯电机>惯导

>其他，空心杯电机、无框力矩电机等降本空间较大。国产化率：行星滚柱丝杠、空心杯电机、惯导等国产化率较低，国产替代空间大。毛利率：行星滚柱丝杠、空心杯电机、惯导等毛利率较高。核心零部件对比40资料来源：特斯拉AI

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2022，浙商证券研究所测算（产品价格和使用数量为估计值，假设身体关节主要采用惯导传感器，手部关节主要采用力矩传感器）0641核心标的、风险提示核心标的：重点关注价值量高、竞争格局优、毛利率高的丝杠、电机等环节42资料来源：Wind，浙商证券研究所6.1日期：2023/6/29EPSPEPB（2022）ROE（2022）代码公司名称股价（元）总市值（亿元）2022A2023E2024E2025E2022A2023E2024E2025E电机603728鸣志电器80.3337.30.61.01.42.01358455405.39.6300124汇川技术64.21,708.71.62.02.63.23932242010.124.2300660江苏雷利38.2121.11.01.11.51.8383426222.19.1002139拓邦股份13.1165.70.50.60.91.1282015122.410.8688698伟创电气40.072.30.81.11.52.0513626203.915.1丝杠601100恒立液压64.3862.61.82.02.42.9363227228.221.5873593鼎智科技133.464.13.12.73.75.04449362727.553.1300580贝斯特24.372.91.10.91.11.4212721171.911.2871312新剑传动0.00.00.3--------16.2000837秦川机床16.3146.40.30.40.50.6534333252.58.2减速器688017绿的谐波162.4273.90.91.52.02.717611180608.68.2002472双环传动36.3308.70.70.91.21.6503829233.09.5002896中大力德46.269.80.50.71.01.2987047373.37.3600835上海机电17.2175.71.01.21.31.3181514130.97.8603915国茂股份21.2140.30.60.81.01.2342721174.413.3300403汉宇集团11.066.30.30.40.40.5322825212.011.6301368丰立智能69.283.10.5---138---6.57.0002008大族激光26.2275.71.21.62.02.4231713111.99.4300503昊志机电19.960.80.1---284---1.91.7传感器688071华依科技61.251.80.51.52.43.41224226188.47.5603662柯力传感36.8104.10.91.31.61.9402923192.111.9300007汉威科技21.269.00.91.21.11.5251819142.110.7300627华测导航32.5175.00.70.91.11.5483728226.315.3控制器300161华中数控53.5106.30.10.50.91.363310461402.91.0002527新时达13.690.2-1.6----8---1.3-42.6688165埃夫特-U12.665.9-0.3----38---2.2-9.5002334英威腾12.7101.30.40.50.71.0352317132.913.1集成002050三花智控30.31,086.60.70.91.11.3423528236.621.4601689拓普集团80.7889.41.52.13.04.0523827205.615.0工业机器人002747埃斯顿28.0243.50.20.30.60.91478150337.16.2300024机器人16